高エネルギー宇宙線による太陽磁場変動の研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11203203
• Research Institution: Konan University
• Principal Investigator: 山本 嘉昭 甲南大学, 理工学部, 教授 (70068112)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西沢 正己 国立情報学研究所, 実証研究センター, 助教授 (00281585) ; 梶野 文義 甲南大学, 理工学部, 教授 (50204392) ; 坂田 通徳 甲南大学, 理工学部, 教授 (60068111)
• Keywords: TeV領域宇宙船 / 太陽活動極大期 / 太陽の影のずれ / 太陽双極子磁場 / 太陽風 / 惑星間磁場 / 地磁気効果

Research Abstract

太陽の影の変動を観測して11年周期の太陽活動に伴う太陽周辺磁場の時間変動を明らかにするため、チベット実験グループはこれまで15m間隔に並べていた検出器アレイに1999年秋と2002年秋に計約500台の検出器を増設して7.5m間隔の濃密アレイにして観測を続けている。
1996〜97年頃は太陽活動極小期で太陽双極子磁場は地磁気と逆方向で、"太陽の影"は丁度見かけの太陽の方向にあったことがチベット実験で確認された。これらは、COSPARやICRCなどの国際会議で報告し、シミュレーションでも再現できている。最近ApJにも掲載された。
1998年と1999年のデータからは、太陽は1998年に活動期(サイクル23)に入り、面白いことに"太陽の影"が浅くなり始めた。1999年には更に浅くなり、2000年には影が殆ど消え、2001年には少し現われはじめた。2002年前半のデータでは再び影が浅くなったが、後半からは太陽活動が下降に転じて影が現われはじめた。それ以降は2003年を通して下降期が続いている。
太陽磁場の反転は2000年から2001年に起きたと思われる。影の消長は黒点数の変化とよい相関がある。当初、少なくとも3ヶ月毎に影の位置が定まり、その移動の様子が分かると考えていたが、影が非常に薄れたため6〜8カ月間のデータを蓄積しないと捉えられないのは予想外であった。
しかし、逆に太陽活動の最盛期に伴う磁場の逆転期には双極子磁場は大きく崩れることが判明した。双極子磁場が横倒しになって回転するだけでは太陽の影は多少薄くなるが、全く消えてしまうことはシミュレーションで否定された。
現在の状況からすると2003年〜2004年がその時期に相当すると予想され、2003年は影が深くなり始めたので2003年から2004年には、その時間的移動の様子が数カ月単位で見えてくると期待している。

Research Products

• [Publications] M.Amenomori et al.(発表者:西沢正己): "Sun Shadow in the Solar Activity Cycle 23 Observed with the Tibet Air Shower Array"Proc.28th Int.Cosmic Ray Conf., Tsukuba. vol.7. 4061-4064 (2003)
• [Publications] M.Amenomori et al.(発表者:西沢正己): "Sun's shadow in a high state of solar activity detected with the Tibet air shower array"Proc.27th Int.Cosmic Ray Conf., Hamburg. vol.9. 3795-3798 (2001)
• [Publications] M.Amenomori et al.(The Tibet ASγ Collaboration): "A study of the shadowing of galactic cosmic rays by the Sun in a quiet phase of solar activity with the Tibet air shower array"Astrophysical Journal. vol.541. 1051-1058 (2000)
• [Publications] M.Amenomori et al.(The Tibet ASγ Collaboration): "Sun's shadow by 10 TeV cosmic rays under the infuluence of the solar activity"Advances in Space Research. vol.23. 611-615 (1999)
• [Publications] Y.Suga, N.Hotta, F.Kajino, M.Sakata, T.Sasaki, Y.Yamamoto, T.Yuda: "Simulation of the Sun Shadow by Cosmic-Ray Particles Traveling through the Solar, Interplanetary and Geomagnetic Fields"Proc.of 26th Intl.Cosmic Ray Conf., Salt Lake City. vol.7. 202-205 (1999)
• [Publications] M.Amenomori et al.(発表者:西沢正己): "Observation of the Sun's Shadow by High Energy Cosmic Rays in a Quiet Phase of Solar Activity"Proc.of 26th Intl.Cosmic Ray Conf.Salt Lake City. vol.7. 206-209 (1999)
• [Publications] 湯田利典: "銀河宇宙線がつくる"太陽の影"と太陽活動"天文見報. 95巻8号. 391-398 (2002)